Simülasyon, Latince simulare sözcüğünden gelmekte ve taklit etme anlamı taşımaktadır. Yani simülasyon modelleri gerçek sistemleri taklit ederler. Karmaşık sistemlerde değişen parametrelerin analizlerinin yapılmasını sağlayan bir tekniktir. Sistem ise üzerinde çalışılmak istenen nesne veya nesne topluluğudur.
Karmaşık sistemleri anlamak, karmaşık problemleri çözmek için sistemin basitleştirilmiş hali kullanılmalıdır. Sistemlerin basitleştirilmiş şekilleri ise bu sistemlerin modelleridir. En iyi model, sistemin anlaşılmasına ve sorunları çözmeye yetecek kadar karmaşık olan en basit modeldir.
Modelleme ve simülasyonun problem çözme amacına göre hazırlanır ve hazırlanma aşamasında şu adımlar takip edilir:
- Çözülmesi veya cevaplanması gereken sorunun tanımlanması
- Sistemin tanımlanması
- Sistemin soru(n) ile ilgili kısımlarının belirlenmesi
- Sistem modeli geliştirilmesi
- Modelin soru veya soruna uygulanması
- Sorunun çözümü için simülasyon türetilmesi
- Simülasyon aşamasında elde edilenlerin gerçek sistem için soruyu cevaplayıp cevaplamadığının doğrulanması
Modelleme ve simülasyonlarda analiz adımı çok zaman alabilir. Kapsamlı bir literatür taraması gereklidir. Geçmişte yapılan benzer araştırmalardan, deneyimlerden faydalanmaya çalışılmalıdır.
Doğrulama adımında, model simülasyon sonuçları deneysel verilerle karşılaştırılır. Bu veriler literatürden alınabilir ya da modeli doğrulamak için tasarlanmış deneysel çalışmalardan gelebilir.
Daha iyi anlaşılması için bir örnek vermek gerekirse, bir mühendissiniz ve bir motorun yakıt tüketimini azaltmak istiyorsunuz. 3 boyutlu modelleme programlarında motorun, yakıt enjeksiyon prosesi ile bağlantılı kısımlarının yer aldığı basite indirgenmiş bir model oluşturdunuz. Bundan sonra, sorunu çözmek için geliştirdiğiniz fikirleri model üzerinde uygulamaya başladınız. Örneğin enjeksiyon pompasına yeni bir konstrüksiyon geliştirdiniz. Değiştirdiğiniz her parametre için yeni bir deney düzeneği hazırlamak yerine, simülasyon üzerinden analiz yaparak optimumu yakalamaya çalışırsınız.
Simülasyonun Avantajları
- Deney düzeneği kurmaya göre çok daha az maliyetlidir ve daha az zaman alır.
- Deneysel çalışmada uygulaması zor ve karmaşık sistemlerin analizini kolaylaştırır.
- Simülasyon modeli üzerinde yapılan deneylerle, sistemin performansını etkileyen değişkenler ortaya çıkartılır ve bunların nasıl kontrol altına alınabileceğine yönelik yöntemler geliştirilebilir.
- Bir kez modelleme yapıldıktan sonra, aynı model farklı durumlar için defalarca kullanılabilir.
- Tasarım sırasında gözden kaçan teorik hatalar, uygulama sırasında meydana gelebilecek ve uygulama çalışmadan görülemeyecek hataların bir çoğu simülasyon sayesinde görülüp düzeltilebilir.
Önde Gelen Simülasyon Programları
Matlab Simulink: Matlab yazılımının bir modülüdür. Bu modül kullanılarak mekanik ve elektronik sistemler modellenebilmektedir. Modelleme yapılırken matematiksel ifadeleri tek tek tanımlamak yerine, hazır matematiksel komutları alıp kullanma imkanı sunmaktadır. Mühendislik problemlerinde her türlü hesabı ve görsellemeyi yapabilir. Mühendislerin öğrenmesi gereken simülasyon programlarının başında yer alır.
SOLIDWORKS Simulation: Bir sistemin gerçek dünyadaki fiziksel davranışlarını CAD modellerini sanal olarak test etmek için Sonlu Eleman Analizi (FEA) kullanan, kolay kullanılabilen bir yapısal analiz aracıdır.
Proteus: Bir elektronik çizim programıdır. Labcenter Electronics firmasının bir ürünüdür. Elektronik devreleri bu program üzerinde çizilerek, çalışıp çalışmadığı kontrol edilebilir ve hatalar program üzerinden görülebilir. Ya da baskı devre çizimi yapılabilir.
ANSYS: Bilgisayar Destekli Mühendislik (CAE) yazılımları arasında en güçlü olanı ANSYS’dir. ANSYS ürünleri ile yapısal analizden, dinamik analize, termal analizden akış analizlerine kadar birçok alanda ürün grupları içinde barındıran bir yazılımdır. Temel dinamikleri hesaplamalı mühendislik yani nümerik analiz tabanlıdır. ANSYS, gerçek dünya fenomenlerini dijital olarak modellemenizi sağlayan bir yazılım paketidir. Fizik problemlerini çözmek için bilgisayar tabanlı sayısal teknikler kullanır. ANSYS’in çözebileceği sorunların çeşitliliği çok büyüktür ve sıvı akışı, ısı transferi, stres analizi ve daha fazlasından herhangi bir şey olabilir.
Nedir? kategorisindeki diğer içerikleri de okumanızı tavsiye ederiz!
